[实用新型]基于多光谱靶板及旋转反射镜的多光轴一致性测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于测试复杂光电系统宽光谱范围内的多光轴一致性的便携式测试装置，此装置可用于测量具有多个光学分系统平行布局的复杂光电系统的光轴一致性，属于光电领域。

技术背景

近年来，随着各种光电仪器在大型光电瞄具与跟踪系统中的广泛应用，光电系统不仅包含可见光瞄准设备、激光测距设备，而且包含有红外观瞄、电视跟瞄测试等，其光谱范围几乎覆盖了可见光到红外光的全部波段，光轴总数多达五个或五个以上，包括红外观瞄轴、电视跟瞄测试轴、激光测距瞄准轴、发射轴、接收轴等。为提高光电系统的瞄准与跟踪精度，必须保证各光电仪器的光轴一致性，因此迫切需要研究高精度的多光轴一致性测试仪。

目前，国内几个科研院所在多光轴一致性测试仪器的研究方面取得了一些研究成果，例如：中国科学院西安光学精密机械研究所设计提出的“多波段光轴一致性测试仪”(中国专利，申请号：200420086347.4，公开号：CN2769875)，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所设计提出的“宽带多传感器光电仪器光轴检测系统”(中国专利，申请号：200610016556.5，公开号：CN101008563)。

对于可见光轴和红外光轴的测试，出现了几种典型方法，例如：检测可见系统时采用卤素灯照明目标分划板，检测红外系统时采用黑体照明目标分划板，这种方法可以在实验室中对系统进行检测，但是测试仪器较大的体积和重量，不便于现场检测。经过研究改进，有些学者提出了采用金属十字丝作为目标，在十字丝后放置可见光源，并连接温控电路，当检测可见系统时由可见光源作为背景，形成亮背景下的暗目标，当检测红外系统时给十字丝加热，形成暗背景下的亮目标，这种方法采用一个十字丝可以同时为可见、红外系统提供瞄准目标，但是金属十字丝的线宽、热变形等会引入误差，对测试精度产生较大的影响。

另外，国内外对于激光测距接收轴和瞄准轴一致性的测试方法研究较少，北京理工大学申请的专利“利用光纤测量激光测距机接收轴与瞄准轴平行性的装置”(中国专利，授权号：ZL200410087249.7)提出将发射轴激光脉冲耦合入单模光纤，利用光纤端子在准直系统的焦面上按照一定程序进行二维扫描移动，经准直系统返回激光测距机接收器，经过数据处理求出接受轴和瞄准轴的偏差。这种方法中光纤一端固定在二维移动平面上，进行二维扫描移动来确定激光测距接收视场范围，进而计算出接收轴中心。

综上所述，现有仪器装置能完成宽光谱范围内的多光轴一致性检测，但是一般体积大、重量大、精度低、自动化程度低，只能用于实验室检测与校准，无法应用于现场、战场靠前保障的便携测试，而且通常不能测试激光接收轴的一致性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于多光谱靶板及旋转反射镜的多光轴一致性测试装置，其中的靶板具有多光谱图形生成能力，从而解决了多光谱目标图形共光轴生成技术，实现测试仪器的小型化和高集成化，既可以用于室内检测，更可以适用于现场、野外等各种测试场所，实现对静态光轴平行性误差和动态指示误差的测试。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

本实用新型的一种基于多光谱靶板及旋转反射镜的多光轴一致性测试装置，包括：大口径离轴双反准直镜主镜、准直镜次镜、两轴旋转机构、平面反射镜、衰减器、分光镜A、多光谱目标靶板、分光镜B、近红外CCD、光纤耦合器、光纤、光纤夹持器、多路视频采集装置、主控计算机；所述平面反射镜经两轴旋转机构带动进行二维旋转；所述衰减器置于平面反射镜与分光镜A之间；所述分光镜A的反射光路上放置多光谱目标靶板，分光镜A的透射光路由分光镜B分为两条光路；分光镜B的透射光路上放置近红外CCD，分光镜B的反射光路上放置光纤的一端；光纤另一端通过光纤耦合器与激光测距机的发射端相连，激光脉冲耦合进入光纤。

多光谱目标靶板包括镀铬层、玻璃、导热层和半导体制冷片，以及温度传感器和温控电路；镀铬层上光刻目标图形；背面用半导体制冷片进行加热或制冷，产生红外热像仪对准的红外目标图形；玻璃边缘用可见光源照明，产生电视摄像机对准的可见目标图形，被测系统同时采集红外和可见对准目标可实现红外、可见光轴的静态误差测试。

采用多光谱目标靶板、分光镜、近红外CCD构成的装置，多光谱目标靶板产生红外热像仪、电视摄像机的对准目标图像，近红外CCD采集激光光斑并计算出光斑中心的位置，实现红外光轴与激光发射轴、可见光轴与激光发射轴之间的静态误差测试。